DE2749078A1 - Gelappter mischer, insbesondere fuer ein gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Menges & Prahl ? 7 α q η 7 « ErtMTdMr.12 D^OOOMOMlMiiB £ / H O U / O

Anwaltsakte: U 571

2. November 1977

United Technologies Corporation
1, Financial Plaza
Hartford, Connecticut 06101
Vereinigte Staaten von Amerika

GELAPPTER MISCHER, INSBESONDERE FÜR EIN GASTURBINENTRIEBWERK.

Die Erfindung bezieht sich auf einen gelappten Mischer, insbeson-i j dere für ein Gasturbinentriebwerk.

Die Vermischung von zwei Strömen in einem Strahltriebwerk, insbesondere einem Strahltriebwerk der Turbo-Gebläsebauart, hat in den letzten Jahren eine grosse Entwicklung erfahren. Es wurden z.B. grosse Anstrengungen gemacht zur Schalldämpfung eines Turbo-Gebläsetriebwerkes durch Vermischung der Gebläseauslassströmung mit der Kernströmung des Triebwerkes und hierzu wurden gelappte Mischer mit Erfolg eingesetzt. Für die Konstruktion des Mischers ist jedoch immer ein Kompromiss zu treffen zwischen dem Vermischungsgrad und den Druckverlusten. Falls ein hoher Vermischungsgrad gegenüber den Druckverlusten bevorzugt wird so ergibt sich eine gute Schalldämpfung bei geringerem Triebwerkswirkungsgrad. Falls ein geringerer Vermischurasgrad angestrebt wird l:.agen die Verhältnisse genau umgeken-t.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin > nen verbesserten, gelaptjten Mischer für ein Turblnentriebwrk au schaffen, nie :n bekar -

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BAD

ter Weise sinusförmig gewellte Mischerwand ist erfindungsgemäss an ihrem stromabwärtigen Ende zinnenförmig ausgebildet durch Einschnitte in der Mischerwand zwischen den Wellentälern und den Wellenbergen, wodurch die wirksame Vermischungslänge gesteigert wird und nach hinten gerichtete Wirbelschichten hervorgerufen werden. Dadurch wird nicht nur die Schalldämpfung verbessert sondern gleichzeitig wird auch der Vorschubwirkungsgrad verbessert, oder wenigstens nicht verschlechtert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden ausführlicher beschrieben, es zeigen:

Figur 1 eine teilweise Ansicht eines Turbogebläsetriebwerkes mit dem erfindungsgemässen gelappten Mischer.

Figur 2 eine Darstellung in Perspektive des zinnenförmig ausgebildeten gelappten Mischers.

Der erfindungsgemässe Mischer ist in den Figuren 1 und 2 in j einem Gebläsestrahltriebwerk eingebaut, welches insgesamt mit 10 bezeichnet ist und z.B. dem Typ JT»9D entspricht, der von ' der Pratt & Whitney Aircraft Division der United Technologies ■ Corporation hergestellt wird. Es ist natürlich selbsverständlich,|

dass die Erfindung allgemein überall benutzt werden kann, wo j zwei Strömungen miteinander zu vermischen sind. Die Gebläse- i strömung befindet sich in dem äusseren Rinkanal 14 in der Nähe j des Triebwerkgehäuses 12 und die Kernströmung befindet sich in i dem inneren Ringkanal 16 in der Nähe des Mittelkörpers 18. Der · gelappte Mischer 20 trennt die beiden Ringströmungen an dieser ■ Stelle des Triebwerkes und dient als Vorrichtung zur wirksamen ^: Vermischung der beiden Strömungen. Der gelappte Mischer hat in bekannter Weise einen ringförmigen Abschnitt 22 an seinem stromaufwärtigen Ende und eine gelappte, oder sinusförmig gewellte Form 24 an seinem stromabwärtigen Ende. Der Mische hat mehrere gewundene Wellentäler 25 an seiner äusseren Fläche und mehrere gewundene Wellenberge 26 an seiner inneren Fläche, welche alle Kanäle mit offenem Ende bilden zur abwechselnden

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Aufnahme der Gebläseströmung und der Kernströmung. Ensprechend dem bekannten Mischer würden diese Strömungen bis zum hinteren Ende des Mischers geführt werden und könnten sich nach dem Ausströmen aus den Kanälen miteinander vermischen.

Entsprechend der Erfindung ist die Seitenwand 28 in der Nähe eines jeden Wellentales 25 und Wellenberges 26 eingeschnitten bis zu einer Stelle stromabwärts des ringförmigen Teiles 22. Die Tiefe des Einschnittes 30 wird auf folgende Art und Weise festgelegt. Die konstruktiv festgelegten Strömungswegkonturen der sinusförmigen Windungen erzeugen Ftrömungsbereiche in der Gebläseströmung und in der Kernströmung, die zu einem Ausgleich des statischen Druckes am hinteren Rand der Wellungen und am vorderen Ende des zinnenförmigen Bereiches führen wo die beiden Strömungen zusammentreffen, so dass eine minimale Strömungseinstellung erfolgt. Die Seiten der Wellungen sind derart eingeschnitten, dass die überhängenden Teile der Wellenberge 26 eine ausreichende Länge und Krümmung haben zum Umlenken der Kernströmung von ihrer nahezu radialen Ftrömungsrichtung in eine Richtung axial nach hinten, wodurch dann nach hinten gerichtete Wirbelschichten für eine bessere Vermischung der Gase enstehen.

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Claims (3)

1. patentanwälte

   ir. 12 MOOO MOMhMiB

   Anwaltsakte; ü 571 2. November 1977

   UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION Hartford, Connecticut 06101 V.St.A.

   (lJ Gelappter Mischer, mit einem im wesentlichen ringförmigen vorderen Teil, und einem im wesentlichen sinusförmig gewellten hinteren Teil, der Wellenberge und V'ellentäler aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischerwand des sinusförmig gewellten Teiles zwischen benachbarten Wellenbergen und Wellentälern eingeschnitten ist bis zu einer Stelle stromabwärts des ringförmigen Teiles, zur Bildung eines gelappten Mischers mit zinnenförmigem hinteren Ende.
2. 2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ϊ Einschnitte bis zu einer Tiefe reichen ,so dass die überhängenden Wellenberge eine ausreichende Länge und Krümmung haben damit ; die Strömung, welche längs der Innenseite des Mischers strömt !

   aus einer fast radialen Richtung in eine axiale Richtung umgelenkt wird zur Erzeugung von nach hinten gerichteten Wirbelschichten.
3. 3. Turbogebläsetriebwerk mit einem gelappten Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseströ- ' mung läng· der Aussenseite des Mischers und die Kernströmung des Triebwerkes längs der Innenseite des Mischers strömt.

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